CN108956284A - 汽车顶盖横梁的多功能试验夹具 - Google Patents

汽车顶盖横梁的多功能试验夹具 Download PDF

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张肖肖
何鹏
王盛琪
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Kangde Composite Material LLC
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Kangde Composite Material LLC
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
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Abstract

本发明公开了一种汽车顶盖横梁的多功能试验夹具。该试验夹具包括：上夹具体，其内侧设有上夹具体倾斜表面；下夹具体，其内侧设有与上夹具体倾斜表面贴合的下夹具体倾斜表面；螺栓孔，其设置在上夹具体的四角位置以及与上夹具体的螺栓孔相同位置的下夹具体的位置上，并且所述螺栓孔贯通穿过上夹具体和下夹具体；以及螺栓，其穿过螺栓孔，通过螺母进行固定和锁紧。其中，上夹具体的长度比下夹具体的长度短。该多功能试验夹具中倾斜表面与试验件的斜面可以完全贴合，使得压缩试验中试验机压头压缩载荷均匀地传递至试验件，防止在夹具的夹持部位发生破坏，且可以同时满足压缩试验对较小夹持区域和三点弯试验对较大夹持区域的要求。

Description

汽车顶盖横梁的多功能试验夹具
技术领域
本发明是关于试验夹具的技术领域，特别是关于一种汽车顶盖横梁的多功能试验夹具。
背景技术
汽车顶盖横梁为一种拱形结构，是汽车顶盖总成中的主要承力零件，顶盖横梁的力学性能对汽车顶盖总成性能起重要作用。
目前，为了实现汽车顶盖横梁的轻量化，经常采用新材料如碳纤维复合材料、镁铝合金材质横梁替代原有钢材质横梁从而实现减重，因此，新材料汽车顶盖横梁的试验成为汽车顶盖横梁力学性能研究中必不可少的手段。
为保证碳纤维复合材料顶盖横梁的力学性能不低于原钢材质横梁，需对两种材质顶盖横梁的力学性能进行试验研究。但是，针对新材料汽车顶盖横梁的特定结构缺少必要的试验夹具进行装夹试验，当前试验夹具领域不具备完成汽车顶盖横梁轴向压缩及三点弯曲试验的夹具，从而导致力学性能试验无法正常进行。
因此，非常有必要设置一种适用于汽车顶盖横梁的试验夹具。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车顶盖横梁的多功能试验夹具，其能够解决现有试验夹具领域不具备完成汽车顶盖横梁轴向压缩及三点弯曲试验的夹具以至于力学性能试验无法正常进行的问题。
为实现上述目的，本发明提供了汽车顶盖横梁的多功能试验夹具，包括：
上夹具体，其内侧设有上夹具体倾斜表面；
下夹具体，其内侧设有与所述上夹具体倾斜表面贴合的下夹具体倾斜表面；
螺栓孔，其设置在上夹具体和下夹具体上；以及
螺栓，其穿过螺栓孔，通过螺母进行固定和锁紧；
其中，所述上夹具体和下夹具体用于夹持汽车顶盖横梁的端部。
在一优选的实施方式中，上述上夹具体的长度比下夹具体的长度短。
在一优选的实施方式中，上述上夹具体的长度设置不应影响在轴向压缩时汽车顶盖横梁的正常变形。
在一优选的实施方式中，上述下夹具体的长度可全部覆盖汽车顶盖横梁的端部。
在一优选的实施方式中，上述螺栓孔设置在上夹具体的四角位置以及与上夹具体的螺栓孔相同位置的下夹具体的位置上。
在一优选的实施方式中，上述螺栓孔贯通穿过上夹具体和下夹具体。
在一优选的实施方式中，上述汽车顶盖横梁采用碳纤维复合材料制备。
与现有技术相比，根据本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中上夹具体、下夹具体的内侧均设有倾斜表面，该倾斜表面与试验件的斜面可以完全贴合，试验夹具锁紧后，载荷可以通过该倾斜斜面来传递，使得压缩试验中试验机压头压缩载荷均匀地传递至试验件，防止在夹具的夹持部位发生破坏。
(2)上夹具体、下夹具体采用不同的长度设置，具体采用短上夹具和长下夹具的设置，可以同时满足压缩试验对较小夹持区域和三点弯试验对较大夹持区域的要求。
总之，本发明多功能试验夹具用于在压缩和三点弯曲试验中夹持汽车顶盖横梁的两端，起到支持汽车顶盖横梁的作用，实现汽车顶盖横梁的力学性能试验，既能满足汽车顶盖横梁三点弯曲试验要求，又能满足轴向压缩试验均匀可靠加载的目的，防止力学性能试验时在汽车顶盖横梁的两端发生破坏的情况，可以同时作为轴向压缩和三点弯曲试验的夹具，实现一种夹具两种用途，可以减少试验夹具的设有和制造，可以降低了试验的夹具成本和时间。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的多功能试验夹具中下夹具体的结构图。
图2是根据本发明一实施方式的多功能试验夹具中上夹具体的结构图。
图3是根据本发明一实施方式的多功能试验夹具的装配结构图。
图4是根据本发明一实施方式的汽车顶盖横梁三点弯曲的示意图。
图5是根据本发明一实施方式的汽车顶盖横梁轴向压缩的示意图。
主要附图标记说明：
1-下夹具体倾斜表面，2-螺栓孔，3-上夹具体倾斜表面，4-螺栓，5-与压头的贴合面，6-压头。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图3所示，根据本发明优选实施方式的汽车顶盖横梁的多功能试验夹具，包括：上夹具体，其内侧设有上夹具体倾斜表面3；下夹具体，其内侧设有与上夹具体倾斜表面3贴合的下夹具体倾斜表面1；螺栓孔2，其设置在上夹具体的四角位置以及与上夹具体的螺栓孔相同位置的下夹具体的位置上，并且所述螺栓孔贯通穿过上夹具体和下夹具体；以及螺栓4，其穿过螺栓孔2，通过螺母进行固定和锁紧。
具体地，上述上夹具体的长度比下夹具体的长度短。
具体地，上述上夹具体的长度设置不应影响在轴向压缩时汽车顶盖横梁的正常变形。
具体地，上述下夹具体的长度可全部覆盖汽车顶盖横梁两端的金属件。
具体地，上述汽车顶盖横梁采用碳纤维复合材料制备。
具体地，上述上夹具体和下夹具体将汽车顶盖横梁的端部夹在多功能试验夹具的中间。
使用方法是：在汽车顶盖横梁的两端分别用上夹具体、下夹具体夹持住横梁端部的金属件边缘，上夹具体和下夹具体将汽车顶盖横梁端部夹在多功能试验夹具的中间，通过四个螺栓4实现固定锁紧。
在进行三点弯曲试验时，上、下夹具体夹持住汽车顶盖横梁的两端，放置于具有圆柱表面的支撑件上，试验机上圆柱压头在汽车顶盖横梁的中间施加压缩载荷，如图4所示。其中，三点弯曲试验主要考核顶盖横梁中碳纤维复合材料结构的力学性能，避免顶盖横梁两端的金属件产生破坏，因此，三点弯曲试验中汽车顶盖横梁的两端应采用较大面积的夹具支持。
在进行轴向压缩试验时，上、下夹具体夹持住汽车顶盖横梁的两端，竖直放置在试验机平台上，试验机上的压头6压在夹具中与压头的贴合面5上，对汽车顶盖横梁施加压缩载荷，如图5所示。其中，实际中，顶盖横梁是通过金属件边缘与汽车顶盖焊接在一起；在轴向压缩试验中，为了尽量接近顶盖横梁在汽车顶盖总成中的实际安装状态，且由于实际安装状态中金属连接键的焊接区域比较小，因此，顶盖横梁两端约束区域不能过长，进而上、下夹具体的夹持长度不能过长。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种汽车顶盖横梁的多功能试验夹具，其特征在于，所述多功能试验夹具包括：
上夹具体，其内侧设有上夹具体倾斜表面(3)；
下夹具体，其内侧设有与所述上夹具体倾斜表面(3)贴合的下夹具体倾斜表面(1)；
螺栓孔(2)，其设置在上夹具体和下夹具体上；以及
螺栓(4)，其穿过螺栓孔(2)，通过螺母进行固定和锁紧；
其中，所述上夹具体和下夹具体用于夹持汽车顶盖横梁的端部。
2.如权利要求1所述的多功能试验夹具，其特征在于，所述上夹具体的长度比下夹具体的长度短。
3.如权利要求1所述的多功能试验夹具，其特征在于，所述上夹具体的长度设置不应影响在轴向压缩时汽车顶盖横梁的正常变形。
4.如权利要求1所述的多功能试验夹具，其特征在于，所述下夹具体的长度可全部覆盖汽车顶盖横梁的端部。
5.如权利要求1所述的多功能试验夹具，其特征在于，所述螺栓孔(2)设置在上夹具体的四角位置以及与上夹具体的螺栓孔相同位置的下夹具体的位置上。
6.如权利要求1所述的多功能试验夹具，其特征在于，所述螺栓孔(2)贯通穿过上夹具体和下夹具体。
7.如权利要求1所述的多功能试验夹具，其特征在于，所述汽车顶盖横梁采用碳纤维复合材料制备。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102019112909A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Prüfstand für die Brücke eines Karosserietunnels und Verwendung eines solchen Prüfstandes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102019112909A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Prüfstand für die Brücke eines Karosserietunnels und Verwendung eines solchen Prüfstandes
DE102019112909B4 (de) * 2019-05-16 2021-05-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Prüfstand für die Brücke eines Karosserietunnels und Verwendung eines solchen Prüfstandes

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